Fuentes de Energía: Petróleo, Nuclear, Solar y Biomasa

1. Petróleo

El petróleo es un combustible natural formado por una mezcla de hidrocarburos y, en menor proporción, por otros elementos como azufre (S), oxígeno (O) y nitrógeno (N).

2. Energía Nuclear

La energía nuclear es aquella que se desprende de los núcleos de ciertos átomos cuando entre ellos se produce una determinada reacción nuclear.

3. Energía Solar

El Sol es la principal fuente de energía de la Tierra. A través de las reacciones nucleares, gran parte de la energía liberada llega a la Tierra en forma de ondas electromagnéticas. La intensidad media de la radiación solar es K=1367 W/m². A esta constante se le llama constante solar. Pero la intensidad que llega a la Tierra se reduce considerablemente. Además, la intensidad tampoco es igual en todas las zonas del planeta. El valor del coeficiente de radiación solar en un punto de la superficie es, como máximo, 1000 W/m². La fórmula que nos indica la energía en forma de calor que llega viene dada por la expresión Q=K·t·S.

A) Conversión en Energía Térmica o Calorífica

La conversión de energía solar en energía calorífica se basa en el hecho de que todo cuerpo expuesto al Sol absorbe parte de los rayos solares que inciden sobre él. Los dispositivos empleados para la obtención de energía térmica o energía calorífica a partir de los rayos solares se denominan colectores o captadores.

Un colector solar es una caja en cuyo interior se ha dispuesto una serie de tubos, pintados de color negro, por los que circula agua. Se fabrican 3 tipos de colectores:

• Hasta temperaturas de 35º C
• Hasta temperaturas de 60º C
• Hasta temperaturas de 120º C

Aprovechamiento Pasivo

Como ejemplo de aprovechamiento pasivo se muestran 2 aplicaciones:

• Invernaderos: Los plásticos permiten la entrada de radiaciones electromagnéticas. Al incidir sobre el suelo y al intentar salir del plástico, quedan retenidas. El resultado es un aumento de la temperatura.
• Desalinizadora de Agua Marina: Consta de 2 recipientes separados y aislados exteriormente.

Horno Solar

Consiste en concentrar en una pequeña zona los rayos solares que inciden en una superficie muy grande. Para ello se utiliza un espejo de forma parabólica, y principalmente se utilizan en investigación.

B) Conversión en Energía Eléctrica

Campo de Heliostatos

Está formado por una serie de heliostatos o espejos direccionales, que reflejan la luz solar hacia una torre, concentrando los rayos solares sobre la caldera.

Colectores Cilíndrico-Parabólicos

Concentran los rayos solares en una tubería que contiene aceite.

Placas Fotovoltaicas

Convierten la energía radiante en energía eléctrica, sin dispositivos móviles interiores. Cuando la luz solar incide sobre las células, se genera una pequeña tensión en los extremos de sus bornes.

4. Biomasa

Se denomina biomasa al conjunto de materia orgánica renovable de procedencia vegetal, animal o resultante de una transformación natural o artificial.

4.1 Extracción Directa

Se basa en la existencia de ciertas especies vegetales que producen en su metabolismo hidrocarburos o compuestos muy hidrogenados, con un poder calorífico elevado. Al combustible obtenido se le conoce con el nombre de biocombustible.

4.2 Procesos Termoquímicos

Consiste en someter a la biomasa a temperaturas elevadas.

• Si el proceso se lleva con aire abundante, se obtiene calor.
• Cuando la combustión se hace con poco aire, se produce CO, CO₂, H₂, y metano. Esta mezcla se denomina gas pobre.
• Cuando se emplea oxígeno puro, el resultado es una mezcla que se denomina gas de síntesis, que tiene la posibilidad de transformarlo en combustible líquido.
• Si la combustión se realiza en ausencia de aire, se denomina pirolisis. En este proceso hay una descomposición de la materia orgánica, que origina 3 tipos de productos finales: gaseosos, líquidos y sólidos.

4.3 Procesos Bioquímicos

Se transforma la biomasa en energía. Se utilizan microorganismos que se encuentran en la propia biomasa o bien se añaden a ella. Los procesos bioquímicos son los siguientes:

• Fermentación alcohólica: Es el proceso de transformación de la glucosa en etanol.
• Fermentación anaerobia: Fermentación en ausencia de oxígeno y prolongada en el tiempo.